光纤传能激光探针技术的定量分析研究

发布时间：2021-12-18 10:26

　　激光探针技术,也称激光诱导击穿光谱,因具有原位、实时、全元素分析等优势,已初步应用于环境保护、太空探索和生物医药等领域。然而,传统激光探针装置复杂、便携性差,无法满足复杂的工业现场检测要求。因此,装置简单、便携性好、能适应复杂检测环境的光纤传能激光探针技术近年来逐渐成为研究热点。然而,由于受光纤损伤阈值的限制,导致光纤传能激光探针的光谱强度相对较弱,加上自吸收效应的影响,其定量分析精度不高。因此,本文提出了多变量数据分析和空间分辨采集两种方法,有效地降低了自吸收效应,改善了光纤传能激光探针光谱定量分析的准确度和灵敏度。取得的成果和创新点如下:（1）针对单变量分析方法仅采用单条谱线信息、导致光纤传能激光探针光谱定量分析精度较低的问题,提出在光纤传能激光探针光谱中应用多光谱的多变量分析方法。本文对比研究了四种多变量分析方法（PLS、SPLS、SVM和LS-SVM）,其中SPLS在PLS模型的基础上内置了变量选择,能剔除光谱中的无关变量,改善定量分析的精度。在此基础上,针对SPLS和PLS模型无法拟合光谱中非线性关系的问题,进一步采用非线性模型SVM和LS-SVM对光谱进行拟合。其中LS-S... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

LIBS技术原理图

图 1-2 传统 LIBS 实验装置图探针技术简介针（fiber-opticlaser-inducedbreakdownspectro光纤将激光能量传输至样品表面，从而激发能避免采用传统的光学镜片式的激光传输模块]。图 1-3 展示了典型 FO-LIBS 实验装置图，从于传统 LIBS 装置，主要区别在于采用大芯径，并在光纤末端集成聚焦透镜，将光纤传输光的柔性传导。由于采用光纤作为传输介质，O-LIBS 可以通过长距离的光纤将激光束传输（2）激光的柔性传导，有利于实现对复杂结构

图 1-3 典型 FO-LIBS 实验装置图激光探针技术应用现状探针技术具有抗干扰能力强、便携性好、能适应应堆检测、水下物质检测、深度剖面分析等领域得是 FO-LIBS 应用最早的领域。早在 1995 年，D激光脉冲产生等离子体，对铁标样中的微量元素反应堆中金属成分检测，证明光纤传能应用于 Lhouse 等人[29]研发了一种探测距离长达 75m 的 F核反应堆中不锈钢，对含量 0.04-0.60％（质量）为±25％，每个样品的分析时间小于 3 分钟；20了一种用于核反应堆中水下碎片材料检测的 FO-

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于EMD和GA-SVM的超声检测缺陷信号识别[J]. 李大中,赵杰.  中国测试. 2016(01)

博士论文
[1]基于激光诱导击穿光谱技术的土壤理化信息检测方法研究[D]. 余克强.浙江大学 2016
[2]最小二乘支持向量机的若干问题与应用研究[D]. 邢永忠.南京理工大学 2009
[3]支持向量机回归算法与应用研究[D]. 李海生.华南理工大学 2005

硕士论文
[1]激光探针技术中光谱数据处理方法研究[D]. 邹孝恒.华中科技大学 2015
[2]偏最小二乘及稀疏偏最小二乘回归的应用研究[D]. 郭婷婷.昆明理工大学 2015
[3]基于稀疏偏最小二乘算法的生物组学数据融合算法研究[D]. 王锋.吉林大学 2012



本文编号：3542202